19-09-2025
Rơ le bảo vệ quá dòng: Cấu tạo và công dụng thực tế
Rơ le bảo vệ quá dòng là loại rơ le được sử dụng phổ biến cho hệ thống điện công nghiệp với khả năng bảo vệ động cơ hay đường dây. Loại rơ le này có cấu tạo và chức năng như thế nào, có điểm gì khác biệt so với những loại rơ le thông dụng khác? Cùng BTB Electric tìm hiểu qua bài viết sau.
Khái niệm về rơ le bảo vệ quá dòng
Rơ le bảo vệ quá dòng là loại rơ le bảo vệ hệ thống điện trước rủi ro quá dòng - quá tải và ngắn mạch. Nhiệm vụ của rơ le này là giám sát dòng điện, phát hiện kịp thời và tắt thiết bị khi phát hiện mức tiêu thụ điện vượt quá ngưỡng thiết lập. Trong thực tế, relay quá dòng được dùng để bảo vệ máy phát điện, máy biến thế, đường dây truyền tải, động cơ điện và một số thiết bị điện công nghiệp.
Quá dòng sẽ làm dây điện nóng lên, có thể tan chảy và làm hỏng thiết bị điện tử nhạy cảm, hoặc nghiêm trọng hơn là gây hỏa hoạn. Rơ le quá dòng ngăn ngừa rủi ro này bằng cách ngắt mạch tức thì, giúp hạn chế thiệt hại lên hệ thống và đảm bảo an toàn cho con người.
Cấu tạo của rơ le bảo vệ quá dòng
Cấu tạo của rơ le quá dòng gồm hai thành phần chính là nam châm và mạch tiếp điểm. Nam châm tạo lực hút, khi bị tác động sẽ đảo ngược trạng thái của tiếp điểm NO (thường mở) và NC (thường đóng) trong rơ le. Trong khi đó, mạch tiếp điểm cho phép dẫn điện qua khi có tác động từ nam châm và đặt cách ly với cuộn hút.
Relay bảo vệ quá dòng thường được sử dụng là loại 4 chân, có 2 chân cấp điện vào và 2 chân dẫn điện ra. Nhìn chung cấu tạo rơ le này khá đơn giản, cùng với kích thước nhỏ. Tuy nhiên cơ cấu này lại hoạt động hiệu quả, dễ dàng lắp đặt và thay thế, đồng thời có thể điều khiển chuyển dòng cường độ lớn.
Nguyên lý làm việc của rơ le bảo vệ quá dòng
Rơ le bảo vệ quá dòng hoạt động như một đòn bẩy trung gian, dẫn một dòng điện nhỏ đi qua để chuyển đổi trạng thái cho dòng điện lớn hơn rất nhiều mà không làm hại các thành phần phía sau. Vai trò của rơ le trong mạch điện như một công tắc gián tiếp, không cần kết nối dòng điện cần điều khiển.
Khi một dòng điện chạy qua relay quá dòng vào tới cuộn dây bên trong, một từ trường hút được sinh ra. Từ trường này có khả năng kích hoạt trạng thái đóng hoặc mở tiếp điểm điện bên trong qua đòn bẩy, từ đó làm thay đổi trạng thái dòng điện phía sau.
Nguyên lý hoạt động của rơ le quá dòng tương tự như nguyên lý làm việc của contactor nhưng đơn giản hơn.
Ưu và nhược điểm của rơ le quá dòng
Rơ le quá dòng có cả ưu điểm và nhược điểm để phù hợp với các ứng dụng khác nhau.
Ưu điểm lớn nhất của relay quá dòng là khả năng bảo vệ trước các sự cố điện bằng cách nhanh chóng ngắt nguồn dòng điện đó. Cách làm này ngăn hư hỏng thiết bị và nguy cơ cháy nổ điện. Rơ le bảo vệ quá dòng có cấu tạo đơn giản, chi phí lắp đặt thấp, đa năng nên là lựa chọn ưu tiên so với nhiều thiết bị bảo vệ điện khác.
Tuy nhiên trong thực tế, đôi khi rơ le quá dòng bị lỗi ngắt điện, tự kích hoạt ngắt điện trong lúc không cần thiết. Đồng thời rơ le bảo vệ này không có khả năng bảo vệ trước rò điện, sét đánh,... nên cần lắp đặt chung với các thiết bị có chức năng này.
Phân loại rơ le bảo vệ quá dòng
Dựa theo nguyên lý hoạt động, rơ le quá dòng được chia làm nhiều loại như:
Rơ le quá dòng tức thời - Instantaneous Overcurrent Relay: Loại rơ le không có thời gian trễ khi vận hành. Khi dòng điện bên trong vượt ngưỡng cho phép, tiếp điểm của rơ le sẽ thay đổi trạng thái ngay lập tức. Loại rơ le này hoạt động khi trở kháng giữa nguồn và rơ le có giá trị nhỏ, được đặt trong bộ cấp điện ra.
Rơ le quá dòng thời gian ngược - Inverse-Time Overcurrent Relay: Loại rơ le hoạt động khi biên độ dòng điện hoạt động bên trong tỉ lệ nghịch với biên độ dòng điện được kích hoạt, được sử dụng trong mạch phân phối.
Rơ le thời gian nghịch đảo tối thiểu - Inverse Definite Minimum Time Relay: Loại rơ le có thời gian hoạt động gần như tỷ lệ thuận với dòng điện lỗi, sử dụng lõi điện từ để dễ dàng bão hòa với dòng điện có biên độ lớn, được sử dụng trong mạch phân phối.
Rơ le thời gian siêu nghịch đảo - Very Inverse Relay: Loại rơ le được sử dụng tại nơi có biên độ dòng điện ngắn mạch giảm nhanh do khoảng cách tới nguồn lớn, trong bộ cấp điện và các đường dây truyền tải khoảng cách lớn.
Rơ le thời gian tối đa nghịch đảo - Extremely Inverse Relay: Thời gian đặc trưng của dòng rơ le bảo vệ quá dòng này vô cùng lớn, được sử dụng để cảm biến nhiệt trên động cơ, máy biến áp,... Loại rơ le này hoạt động ngay lập tức khi cường độ dòng điện vượt quá thời gian cài đặt nên được dùng cho mạng phân phối cao thế - trung thế và nhà máy điện.
Xem thêm: So sánh điểm giống và khác nhau giữa contactor và relay
Ứng dụng thực tế của rơ le bảo vệ quá dòng
Rơ le bảo vệ quá dòng được ứng dụng trong nhiều hệ thống điện từ truyền tải cho đến tiêu thụ công nghiệp, thương mại. Một số ứng dụng của dòng rơ le này là:
Bảo vệ quá dòng cho động cơ: Trường hợp động cơ bị quá tải có thể tiêu thụ điện công suất quá cao, gây quá nhiệt và có thể làm hư hỏng lớp cách điện cho cuộn dây. Rơ le với khả năng ngắt mạch quá dòng sẽ bảo vệ động cơ khỏi hư hỏng.
Bảo vệ quá dòng cho máy biến áp: Rơ le được cài đặt với mức cường độ dòng điện hoạt động thấp hơn so với aptomat - CB ngắt mạch. Do đó rơ le sẽ luôn ngắt quá dòng trước để phòng rủi ro cho máy biến áp.
Bảo vệ quá dòng cho đường dây phân phối: Rơ le quá dòng có thể bảo vệ đường dây truyền tải trước lỗi tiếp đất, lỗi pha-pha hoặc lỗi pha-đất.
Có thể thấy relay bảo vệ quá dòng cho khả năng đóng - ngắt mạch kịp thời khi dòng điện vượt qua mức nhất định, bao gồm trong trường hợp mức cường độ dòng điện cao. Mỗi loại rơ le quá dòng phù hợp cho hệ thống khác nhau. Tham khảo thêm thông tin về các dòng thiết bị điện khác tại website BTB Electric.
